化学与生命科学学院环境分析创新团队研究系列报道之一:Cu2+选择性识别化学传感器研究取得进展

适用于重金属离子检测或生物成像的光学传感器由于具有高灵敏性、高选择性以及可以实现生物体无损检测等优点,从众多检测手段中脱颖而出,成为当今分子荧光领域研究的一个重要分支,在金属离子检测、荧光免疫分析和细胞成像等领域表现出广阔的应用前景。罗丹明B作为性能优良的荧光母体,已经被广泛应用于光学传感器分子的设计与合成。

化学与生命科学学院环境分析创新团队长期从事高灵敏度、高选择性化学传感器的设计开发及应用领域研究,并取得了一系列的重要成果。

该研究团队负责人王晓春教授以罗丹明-B为荧光母体,设计开发出一种能选择性识别Cu2+的化学传感器DNPRH(图1), 该传感器本身无颜色和荧光,但当与Cu2+离子结合后,会发生明显的显色和荧光打开反应,由无色的物质生成光学性能优良的体系,而其他常见金属离子和过渡金属离子对测定基本无干扰(图2)。利用该传感器以紫外-可见光谱和荧光光谱检测Cu2+的检出限分别为7.3×10-9 M1.1×10-9 M,达到国际同类产品的水平。该传感器在于氯化铜和其他铜盐结合时的紫外可见和荧光光谱的不同而将其有效识别和区分。另外,对DNPRH选择性识别Cu2+的机理进行了理论研究。上述研究成果发表在Sensors and Actuators B: Chemical, 2017, 244: 709-716(中科院SCI一区)。

   图1 化学传感器DNPRH结构及荧光选择性


2 Cu2+及其他常见干扰离子存在时,DNPRH的紫外可见和荧光响应

3 化学传感器DNPRHCu2+选择性识别机理